跌落臺碰撞試驗是一種用于評估產(chǎn)品在受到跌落或碰撞沖擊時的性能和可靠性的測試方法，傳感器在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

    1、傳感器在跌落臺碰撞試驗中的原理

• 力學原理：根據(jù)牛頓第二定律 ，當產(chǎn)品在跌落臺上下落并與碰撞面接觸時，會產(chǎn)生瞬間的沖擊力，使產(chǎn)品產(chǎn)生加速度。傳感器通過測量產(chǎn)品在碰撞過程中的加速度變化，進而可以計算出沖擊力的大小和作用時間。

• 能量轉(zhuǎn)換原理：產(chǎn)品從一定高度跌落時具有一定的勢能，根據(jù)機械能守恒定律 ，下落過程中勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能。碰撞瞬間，動能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能、聲能和使產(chǎn)品發(fā)生變形的應(yīng)變能等。傳感器可以測量與這些能量轉(zhuǎn)換相關(guān)的物理量，如應(yīng)變能可通過應(yīng)變傳感器測量產(chǎn)品的應(yīng)變來間接反映。

• 測量原理：

  • 加速度傳感器：通常采用壓電式、壓阻式或電容式等原理。壓電式加速度傳感器利用壓電晶體的壓電效應(yīng)，當受到加速度作用時，晶體產(chǎn)生電荷，通過測量電荷的大小來確定加速度。壓阻式加速度傳感器則是基于半導體材料的壓阻效應(yīng)，加速度使傳感器內(nèi)的電阻發(fā)生變化，從而改變電流或電壓信號，以此測量加速度。電容式加速度傳感器通過測量電容的變化來反映加速度的大小。

  2、傳感器在跌落臺碰撞試驗中的應(yīng)用領(lǐng)域

• 電子電器產(chǎn)品：

  • 手機：用于測試手機在不慎掉落地面時的抗摔性能。通過在手機內(nèi)部關(guān)鍵部位安裝加速度傳感器和應(yīng)變傳感器，測量手機在跌落碰撞過程中的加速度、應(yīng)變等參數(shù)，評估手機外殼、屏幕、電路板等部件的強度和可靠性，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高手機的抗跌落性能，減少因跌落導致的損壞和故障。

  • 電腦：在筆記本電腦的跌落試驗中，傳感器可測量電腦在不同角度和高度跌落時的沖擊力和應(yīng)變分布，檢查硬盤、顯示屏、鍵盤等部件是否能夠正常工作，為電腦的包裝設(shè)計和內(nèi)部結(jié)構(gòu)加固提供依據(jù)，確保電腦在運輸和使用過程中的安全性和穩(wěn)定性。

• 汽車零部件：

  • 發(fā)動機：發(fā)動機作為汽車的核心部件，在跌落臺碰撞試驗中，通過安裝在發(fā)動機上的加速度傳感器和力傳感器，測量發(fā)動機在碰撞時的加速度響應(yīng)和受力情況，評估發(fā)動機支架、缸體等部件的強度和連接可靠性，為發(fā)動機的抗碰撞設(shè)計和安全性能提升提供數(shù)據(jù)支持。

  • 汽車內(nèi)飾件：對于汽車座椅、儀表盤等內(nèi)飾件，使用傳感器進行跌落碰撞試驗，可以測量內(nèi)飾件在碰撞時的變形量、應(yīng)力分布等參數(shù)，評估其在車輛發(fā)生碰撞時對乘客的保護性能和自身的耐用性，優(yōu)化內(nèi)飾件的材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高汽車的整體安全性和舒適性。

• 包裝行業(yè)：

  • 產(chǎn)品包裝：在設(shè)計產(chǎn)品包裝時，需要考慮包裝對產(chǎn)品的保護性能。通過跌落臺碰撞試驗，在包裝內(nèi)部和產(chǎn)品表面安裝加速度傳感器和力傳感器，測量產(chǎn)品在包裝內(nèi)受到的沖擊力和加速度，評估包裝材料和結(jié)構(gòu)的緩沖性能，優(yōu)化包裝設(shè)計，確保產(chǎn)品在運輸和倉儲過程中能夠承受一定程度的跌落和碰撞而不被損壞。

  • 物流運輸包裝：針對大型或易碎物品的物流運輸包裝，如玻璃制品、精密儀器等，利用傳感器進行跌落碰撞試驗，可以模擬實際運輸過程中的各種碰撞情況，測量包裝在不同條件下的防護效果，為制定合理的物流運輸方案和包裝標準提供科學依據(jù)，降低產(chǎn)品在運輸過程中的損壞率。

• 航空航天器材：

  • 航空電子設(shè)備：航空電子設(shè)備對可靠性和穩(wěn)定性要求極高。在跌落臺碰撞試驗中，使用高精度的加速度傳感器和應(yīng)變傳感器，測量設(shè)備在跌落碰撞時的細微變化，評估其在飛機起降、飛行過程中可能遇到的沖擊情況下的性能表現(xiàn)，確保設(shè)備在惡劣的航空環(huán)境下能夠正常工作，保障飛行安全。

  • 航天飛行器部件：航天飛行器的部件在發(fā)射、在軌運行和返回過程中會面臨各種復雜的力學環(huán)境。通過跌落臺碰撞試驗和傳感器測量，模擬部件在太空環(huán)境中的碰撞和沖擊情況，評估其結(jié)構(gòu)強度、材料性能和連接可靠性，為航天飛行器的設(shè)計和制造提供關(guān)鍵技術(shù)支持，確保航天任務(wù)的成功實施。

• 醫(yī)療器械：

  • 醫(yī)用設(shè)備：如便攜式醫(yī)療儀器、手術(shù)器械等，在使用和運輸過程中可能會發(fā)生跌落碰撞。通過跌落臺碰撞試驗，利用傳感器測量設(shè)備在碰撞時的性能變化，評估其抗沖擊能力和安全性，確保醫(yī)療器械在各種意外情況下仍能正常使用，保障患者的安全和治療效果。

  • 植入性醫(yī)療器械：對于植入人體的醫(yī)療器械，如心臟起搏器、人工關(guān)節(jié)等，雖然在正常使用過程中不會發(fā)生跌落碰撞，但在生產(chǎn)、運輸和儲存過程中仍需保證其性能不受影響。通過跌落臺碰撞試驗和傳感器監(jiān)測，評估其包裝和產(chǎn)品本身的抗沖擊性能，確保醫(yī)療器械的質(zhì)量和安全性。